公交车智能语音播报系统的设计与实现
目 录
一、引 言 5
二、系统方案的设计 5
（一）、系统框图 5
（二）、系统各部分电路的介绍 6
1、AT89C51单片机控制电路 6
2、最小系统控制电路 6
3、计数控制电路 7
4、语音播报电路 7
5、输出显示电路 7
三、系统的硬件设计 7
（一）、最小系统电路 7
（二）、计数控制电路 8
(三)、语音播放电路 9
（四）、输出显示电路 10
（五）、总电路图 11
四、系统的软件设计 13
（一）、系统的主要流程 14
（二）、语音播报子流程 14
（三）、输出显示子流程 15
五、总结 16
参考文献 18
致 谢 19
附录：源程序 20
一、引 言
关于公交车的起源，据说是一个退休法国军人退休后开了一个面坊，并且利用整东西时留下的水蒸气给人们洗澡，随着洗澡的人越来越多，他又负责接送这些客人，因此公交车就在这样的环境渐渐下诞生了。
公共事业的发展一直是国家很重视的一块领域，因为它关乎着一个国家的安宁和国民的安全，也是国家文明素质的综合体现。虽然现在的私家车越来越多，但是考虑到油价高、天气恶劣、响应环保的号召等情况，大家大都还是会选择公交车作为出行工具。
因此在这样的社会形势下，我认为公交车的合理设计非常必要。所以本次毕业设计的课题将围绕单片机研究设计了一种公交车智能语音播报系统。在设计中，不仅弥补了传统公交车人工播报的缺陷，而且还增加了一个功能。就是利用AT89C51单片机的 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^3^5^1^9^1^6^0^7^2^*
脉冲计数功能，使公交车每行驶一段固定路程后自动报站。此系统不仅给因报错站或听不懂方言的乘客解决了问题，而且也为工作人员省去了不必要的麻烦，安全也实实在在的得到了保障。本系统的运行成本不高，安全系数高，实践操作不繁琐，实用性强。
二、系统方案的设计
在本次课题中，主要是以AT89C51单片机作为核心，开发设计一个公交车语音播报系统。要求用单片机控制，实现当公交车靠近站点时用文字显示站名，并且相应的语音播报也同时进行。这样不仅给视力不好的旅客带来方便，也给听力不好的乘客带来更大的方便。本设计最大的亮点在于利用单片机的脉冲计数功能，实现在公交车每行驶一段既定的里程后能够自动报站，我相信这一技术的实现也将是公交车历史上的一个重要转折点，因此使公交车往智能化方向发展是势在必行的。
（一）、系统框图
系统总体框图如图2-1所示：
图2-1系统总框图
（二）、系统各部分电路的介绍
1、AT89C51单片机控制电路
AT89C51单片机是由美国Atmel公司旗下生产的一种产品，它在工作时的电压比较低、性能高，有很多功能，因此在日常生活的产品中被人们广泛地使用。AT89C51单片机它的内部器件排放的密度很高，也很合理，所以它能实现的功能比较完善，内部含有可反复擦写的程序存储器容量在4KB左右，还有数据存储器其容量在128个字节左右,并且在生产时还运用了非易失性存储技术，它能与51系列的单片机的功能相互贯通，功能非常强大。内部还包含了中央处理器和存储数据的存储单元，有足够的接口线和2个定时计数器，时钟频率范围在0HZ-24MHZ之间，5个中断源等。功能强大的AT89C51单片机可灵活应用与各种控制领域。
2、最小系统控制电路
单片机的最小系统由复位电路、时钟振荡电路和电源三个部分组成。复位电路：在给单片机通电时，其内部电路处于不确定的工作状态。为了使单片机能正常工作，所以单片机在工作之前要给它一个明确的系统能识别的信号，使单片机能继续下面的工作（即复位）。因此在使用前需要按一下复位按钮以保证播报的实时准确性，在本次设计中所要用到的AT89C51单片机，要想使系统全部复位，只要在它的9脚上维持一定时间的的高位电平。时钟振荡电路：AT89C51单片机内部有一个放大器，单片机上的18和19引脚就是这个放大器的输入与输出端口，主要就是由它和单片机外面的石英晶体在单片机内组成了一个振荡器。这就是单片机的最小系统，在对他们完成操作后，只需要接通电源单片机就可以工作了。
3、计数控制电路
此部分的电路所用到的主要元件是霍尔DN6848。利用这种器件能感测出磁场的瞬息万变，因此它也被称作磁传感器，大都被用跟磁有关联的环境中。此类器件有以下特点：型小量轻、稳固可靠、耐用环保、使用方便、损耗小、防震的效果显著频等等。单片机的14号引脚即T0(P3.4)口，此电路系统中把它当做计数器用。电路的光电耦合部分采用的是4N35光电耦合器，因为它是发光二极管和光敏三极管的结合体，输入信号加于发光二极管上，输出信号由光敏二极管输出。这时单片机AT89C51的14脚
（计数）就会对送进来的脉冲计数。当记录到一个高电压跳转至低电压的数据时，此时就完成了一次计数工作。如此直至计数器产生溢出。用它配合单片机一起工作，完成计数控制电路所要实现的功能。
4、语音播报电路
此部分电路主要芯片是ISD4004。录放声音品质很好,适合用于移动电话和其他便携式电子产品中。3伏特的工作电压就是它最特别的地方，CMOS 技术的引入在这个器件上也得到了很好的应用，在防止噪音这一块效果也很显著。在这个芯片内还包括了各种滤波器、振荡器、放大器等，芯片虽小，但功能强大。此元器件也与上述的元器件一样，都要依靠单片机来完成主要的传送任务。先把预操作的指令从芯片的通信口送到单片机内，再由单片机执行指令控制。因为ISD4004采用的存储技术比较高科技，是直接模拟多电平的，这样得到的样值就能没有任何损耗的被存在存储器里,因此能够非常真实、自然地播放出录入时的声音。
5、输出显示电路
输出显示电路是由16*16点阵LED显示屏实现显示功能的，因为16*16LED显示屏具有显示清楚直观，简单易懂，文字或者图形可以多变等等一些优点，因此本部分电路图就是用的16*16点阵显示器来显示的。
三、系统的硬件设计
系统的硬件设计部分的目的主要是将课题的内容具体化、直观化，并且要能使整个系统在运行过程中达到安全、可靠、稳定等条件。此部分的设计以AT89C51单片机作为本部分的控制核心，来实现本次课题公交车语音播报功能的。
（一）、最小系统电路
最小系统电路图如图3-1所示：
图3-1 最小系统电路图
此部分的复位电路分为两个小部分，即手动复位电路和上电复位电路。手动复位：当按下S1按钮后，可以看到由电容C1相连的那条支路被短路了，此时把高电平加到9号引脚上，电阻R1和电容C1就构成了一个充电回路，对C1进行充电操作。随着时间的推迟，9号引脚上的电压会渐渐地变小，当它的电压值变小到一定的值时（低电平），单片机便能继续执行下面的操作。上电复位：把VCC端的电源接通，此时的接通的高电平经由电容C1直接送到单片机上的9号引脚上，那么在9号引脚上就有了高电平，但是当电容在慢慢充电的时候，9号引脚上的电平值也会越来越小，直至电容充完电，引脚上的电压为低电平。
一、引 言 5
二、系统方案的设计 5
（一）、系统框图 5
（二）、系统各部分电路的介绍 6
1、AT89C51单片机控制电路 6
2、最小系统控制电路 6
3、计数控制电路 7
4、语音播报电路 7
5、输出显示电路 7
三、系统的硬件设计 7
（一）、最小系统电路 7
（二）、计数控制电路 8
(三)、语音播放电路 9
（四）、输出显示电路 10
（五）、总电路图 11
四、系统的软件设计 13
（一）、系统的主要流程 14
（二）、语音播报子流程 14
（三）、输出显示子流程 15
五、总结 16
参考文献 18
致 谢 19
附录：源程序 20
一、引 言
关于公交车的起源，据说是一个退休法国军人退休后开了一个面坊，并且利用整东西时留下的水蒸气给人们洗澡，随着洗澡的人越来越多，他又负责接送这些客人，因此公交车就在这样的环境渐渐下诞生了。
公共事业的发展一直是国家很重视的一块领域，因为它关乎着一个国家的安宁和国民的安全，也是国家文明素质的综合体现。虽然现在的私家车越来越多，但是考虑到油价高、天气恶劣、响应环保的号召等情况，大家大都还是会选择公交车作为出行工具。
因此在这样的社会形势下，我认为公交车的合理设计非常必要。所以本次毕业设计的课题将围绕单片机研究设计了一种公交车智能语音播报系统。在设计中，不仅弥补了传统公交车人工播报的缺陷，而且还增加了一个功能。就是利用AT89C51单片机的 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^3^5^1^9^1^6^0^7^2^*
脉冲计数功能，使公交车每行驶一段固定路程后自动报站。此系统不仅给因报错站或听不懂方言的乘客解决了问题，而且也为工作人员省去了不必要的麻烦，安全也实实在在的得到了保障。本系统的运行成本不高，安全系数高，实践操作不繁琐，实用性强。
二、系统方案的设计
在本次课题中，主要是以AT89C51单片机作为核心，开发设计一个公交车语音播报系统。要求用单片机控制，实现当公交车靠近站点时用文字显示站名，并且相应的语音播报也同时进行。这样不仅给视力不好的旅客带来方便，也给听力不好的乘客带来更大的方便。本设计最大的亮点在于利用单片机的脉冲计数功能，实现在公交车每行驶一段既定的里程后能够自动报站，我相信这一技术的实现也将是公交车历史上的一个重要转折点，因此使公交车往智能化方向发展是势在必行的。
（一）、系统框图
系统总体框图如图2-1所示：
图2-1系统总框图
（二）、系统各部分电路的介绍
1、AT89C51单片机控制电路
AT89C51单片机是由美国Atmel公司旗下生产的一种产品，它在工作时的电压比较低、性能高，有很多功能，因此在日常生活的产品中被人们广泛地使用。AT89C51单片机它的内部器件排放的密度很高，也很合理，所以它能实现的功能比较完善，内部含有可反复擦写的程序存储器容量在4KB左右，还有数据存储器其容量在128个字节左右,并且在生产时还运用了非易失性存储技术，它能与51系列的单片机的功能相互贯通，功能非常强大。内部还包含了中央处理器和存储数据的存储单元，有足够的接口线和2个定时计数器，时钟频率范围在0HZ-24MHZ之间，5个中断源等。功能强大的AT89C51单片机可灵活应用与各种控制领域。
2、最小系统控制电路
单片机的最小系统由复位电路、时钟振荡电路和电源三个部分组成。复位电路：在给单片机通电时，其内部电路处于不确定的工作状态。为了使单片机能正常工作，所以单片机在工作之前要给它一个明确的系统能识别的信号，使单片机能继续下面的工作（即复位）。因此在使用前需要按一下复位按钮以保证播报的实时准确性，在本次设计中所要用到的AT89C51单片机，要想使系统全部复位，只要在它的9脚上维持一定时间的的高位电平。时钟振荡电路：AT89C51单片机内部有一个放大器，单片机上的18和19引脚就是这个放大器的输入与输出端口，主要就是由它和单片机外面的石英晶体在单片机内组成了一个振荡器。这就是单片机的最小系统，在对他们完成操作后，只需要接通电源单片机就可以工作了。
3、计数控制电路
此部分的电路所用到的主要元件是霍尔DN6848。利用这种器件能感测出磁场的瞬息万变，因此它也被称作磁传感器，大都被用跟磁有关联的环境中。此类器件有以下特点：型小量轻、稳固可靠、耐用环保、使用方便、损耗小、防震的效果显著频等等。单片机的14号引脚即T0(P3.4)口，此电路系统中把它当做计数器用。电路的光电耦合部分采用的是4N35光电耦合器，因为它是发光二极管和光敏三极管的结合体，输入信号加于发光二极管上，输出信号由光敏二极管输出。这时单片机AT89C51的14脚
（计数）就会对送进来的脉冲计数。当记录到一个高电压跳转至低电压的数据时，此时就完成了一次计数工作。如此直至计数器产生溢出。用它配合单片机一起工作，完成计数控制电路所要实现的功能。
4、语音播报电路
此部分电路主要芯片是ISD4004。录放声音品质很好,适合用于移动电话和其他便携式电子产品中。3伏特的工作电压就是它最特别的地方，CMOS 技术的引入在这个器件上也得到了很好的应用，在防止噪音这一块效果也很显著。在这个芯片内还包括了各种滤波器、振荡器、放大器等，芯片虽小，但功能强大。此元器件也与上述的元器件一样，都要依靠单片机来完成主要的传送任务。先把预操作的指令从芯片的通信口送到单片机内，再由单片机执行指令控制。因为ISD4004采用的存储技术比较高科技，是直接模拟多电平的，这样得到的样值就能没有任何损耗的被存在存储器里,因此能够非常真实、自然地播放出录入时的声音。
5、输出显示电路
输出显示电路是由16*16点阵LED显示屏实现显示功能的，因为16*16LED显示屏具有显示清楚直观，简单易懂，文字或者图形可以多变等等一些优点，因此本部分电路图就是用的16*16点阵显示器来显示的。
三、系统的硬件设计
系统的硬件设计部分的目的主要是将课题的内容具体化、直观化，并且要能使整个系统在运行过程中达到安全、可靠、稳定等条件。此部分的设计以AT89C51单片机作为本部分的控制核心，来实现本次课题公交车语音播报功能的。
（一）、最小系统电路
最小系统电路图如图3-1所示：
图3-1 最小系统电路图
此部分的复位电路分为两个小部分，即手动复位电路和上电复位电路。手动复位：当按下S1按钮后，可以看到由电容C1相连的那条支路被短路了，此时把高电平加到9号引脚上，电阻R1和电容C1就构成了一个充电回路，对C1进行充电操作。随着时间的推迟，9号引脚上的电压会渐渐地变小，当它的电压值变小到一定的值时（低电平），单片机便能继续执行下面的操作。上电复位：把VCC端的电源接通，此时的接通的高电平经由电容C1直接送到单片机上的9号引脚上，那么在9号引脚上就有了高电平，但是当电容在慢慢充电的时候，9号引脚上的电平值也会越来越小，直至电容充完电，引脚上的电压为低电平。
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